張懷中橋安全運營能力研究

胡 亮

（張家口市城市快速路管理處，河北 張家口 075000）

0 引言

為了張懷中橋的安全運營，承擔該座橋梁的結(jié)構(gòu)實際承載能力的檢測工作。通過對橋梁各構(gòu)件全面的外觀質(zhì)量檢查，分析橋梁的各個構(gòu)件及附屬物的質(zhì)量和工作狀況，并對橋梁進行總體評定。通過靜載試驗，確定結(jié)構(gòu)測試截面的應(yīng)變分布情況，評估橋梁結(jié)構(gòu)實際受力狀況；通過分析在試驗荷載作用下橋梁測試截面的撓度情況，評估橋梁上部結(jié)構(gòu)剛度及整體性。通過這些工作，掌握橋梁的整體工作狀況，對橋梁承載能力做出綜合評價。

1 橋梁概況

張懷中橋位于河北省國道110線K41+324.2處，該橋修建于2004年，全橋總長43m，橋跨組合為4-10，橋梁總寬度為7.5m，橋面凈空0.75m+6.0m+0.75m。上部結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土上承簡支空心板橋，預(yù)制空心板、封頭、鉸縫均采用30＃混凝土，橋面鋪裝為10cm厚40＃防水混凝土，護欄為25＃混凝土，直徑大于12mm的鋼筋均采用Ⅱ級鋼筋，直徑小于12mm者均采用Ⅰ級鋼筋；下部結(jié)構(gòu)采用雙柱式橋墩，橋臺為柱式臺，基礎(chǔ)為鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，下部結(jié)構(gòu)蓋梁、耳墻、背墻、肋板、臺柱均采用30?；炷?，系梁、樁基采用25?；炷痢?/p>

2 橋梁檢測的編號順序和試驗孔的選取

2.1 孔編號

由河北向內(nèi)蒙古方向，橋孔編號從小到大依次編號，分別為第1孔、第2孔、第3孔、第4孔。

2.2 墩臺編號

由東至西方向墩臺編號依次為0＃臺、1＃墩、2＃墩、3＃墩、4＃臺。

2.3 空心板編號

該橋空心板按位置共分為4部分，進行單獨編號。其編號為第一孔：由南至北方向空心板編號依次為1-1＃板、1-2＃板、1-3＃板、1-4＃板、1-5＃板、1-6＃板；第二孔：由南至北方向空心板編號依次為2-1＃板、2-2＃板、2-3＃板、2-4＃板、2-5＃板、2-6＃板；依次編下去，全橋共計24塊板。

2.4 柱子編號

柱子編號按照順內(nèi)蒙路線方向，從左到右的順序編制，共6個柱子。

3 橋梁外觀調(diào)查

根據(jù)各構(gòu)件缺損程度、缺損時對結(jié)構(gòu)使用功能的影響和缺損發(fā)展變化情況，以累加評分方法對各部件缺損狀況作出等級評定。重要部件（如墩臺與基礎(chǔ)、上部承重構(gòu)件、支座）以其中缺損最嚴重的構(gòu)件評分；其他部件根據(jù)多數(shù)構(gòu)件缺損狀況評分。

該橋整體狀況較好，但存在較多病害，詳細病害見表1張懷中橋橋梁外觀檢查記錄表，外觀病害見圖1～圖4。

表1 張懷中橋橋梁外觀檢查記錄表

圖1 絞縫砂漿脫落

圖2 護欄露筋

圖3 梁底橫縫

圖4 橋面鋪裝裂縫

根據(jù)以上檢測結(jié)果，按照《公路橋涵養(yǎng)護規(guī)范》（JTG H11—2004）中的有關(guān)規(guī)定要求對張懷中橋技術(shù)狀況進行了評定，結(jié)果得87.4分，為二類橋［1］，說明張懷中橋整體狀況較好。

4 結(jié)構(gòu)靜力荷載試驗

4.1 撓度測試結(jié)果與分析

張懷中橋各工況跨中斷面各個測點撓度測試及理論數(shù)據(jù)見表2；跨中斷面各測點的殘余變位見表3。

表2 無名中橋各工況加載時的撓度值 單位：mm

表3 無名中橋跨中斷面各測點的殘余變形 單位：mm

由表2可知：a）在跨中偏心荷載作用下，4＃板的撓度值最大為3.80mm，其撓跨比為1/2631，遠小于規(guī)范允許值（1/600）；

b）從各工況加載控制斷面的理論撓度值和實測撓度值看出，所測的撓度均能夠反映出在活載作用下產(chǎn)生的是正彎矩的規(guī)律，實測與理論撓度具有很好的相似性，由此可知，跨中斷面各梁之間聯(lián)系較好，說明該橋橫向分布滿足設(shè)計要求；

c）各加載工況下所有測點的撓度校驗系數(shù)均小于1.0，控制斷面校驗系數(shù)最大值為0.55，在《公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程》（JTG/T J21—2011）規(guī)定的小于1即可。說明該橋的豎向剛度能滿足設(shè)計公路—Ⅱ級的荷載要求［2］。

由表3可知：試驗測得的相對殘余變位的最大值為0.03，小于《公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程》中第8.3.1條規(guī)定。這說明該橋處于彈性工作狀態(tài)，符合設(shè)計理論的假設(shè)條件［2］。

4.2 應(yīng)變測試結(jié)果與分析

張懷中橋各工況跨中斷面各個應(yīng)變測點測試及理論數(shù)據(jù)見表4，跨中斷面各個測點的相對殘余應(yīng)變見表5。

表4 張懷中橋各工況加載時的應(yīng)變值（με）

表5 張懷中橋跨中斷面各測點的殘余應(yīng)變（με）

由表4可知：各工況加載下所有測點的應(yīng)變校驗系數(shù)均小于1.0，控制斷面校驗系數(shù)最大值為0.77，滿足《公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程》（JTG/T J21—2011）規(guī)定小于1的要求［2］。說明該橋的抗彎強度能滿足公路—Ⅱ級的荷載要求。

由表5可知：相對殘余應(yīng)變的最大值為0.1，滿足《公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程》中第8.3.1條的規(guī)定［2］。說明該橋的抗剪強度能滿足要求。

在試驗過程中，試驗孔未發(fā)現(xiàn)有新裂縫產(chǎn)生，舊的裂縫也未發(fā)現(xiàn)有擴展。

5 結(jié)論和建議

5.1 結(jié)論

通過對張懷中橋技術(shù)狀況評定，該橋得87.4分，為二類橋，說明張懷中橋整體狀況較好。通過荷載試驗得出：

a）在跨中偏心荷載作用下，撓度值最大為3.80mm，其撓跨比為1/2631，遠小于規(guī)范允許值；

b）各加載工況下所有測點的撓度校驗系數(shù)均小于1.0，控制斷面校驗系數(shù)最大值為0.55，說明該橋的豎向剛度能滿足設(shè)計公路—II級的荷載要求；

c）由各工況加載控制斷面的實測撓度與理論撓可知，跨中斷面各梁之間聯(lián)系較好，說明該橋橫向分布滿足設(shè)計要求；

d）試驗測得的相對殘余變位的最大值為0.03，說明該橋處于彈性工作狀態(tài)，符合設(shè)計理論的假設(shè)條件；

e）各工況加載下所有測點的應(yīng)變校驗系數(shù)均小于1.0，控制斷面校驗系數(shù)最大值為0.77，說明該橋的抗彎強度能滿足公路—II級的荷載要求。

綜上所述，荷載試驗結(jié)果表明：該橋的承載能力滿足公路—II級荷載要求。

5.2 建議

為了運營安全，提出以下建議：

a）及時對存在病害的梁底裂縫、橋梁伸縮縫、橋面鋪裝、排水設(shè)施、護欄等進行養(yǎng)護維修處理；

b）目前該橋通行的大型重載、超載車輛較多，建議采取措施，嚴格限制通行；

c）加強對該橋的各項檢查工作。

［1］JTG H11—2004，公路橋涵養(yǎng)護規(guī)范［S］.

［2］JTG/T J21—2011，公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程［S］.